Desarrollo del proyecto de la red telemática. IFCT0410 E-Book

Roberto Pérez Huguet

• Herausgeber: IC Editorial
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch

Seitenzahl: 207

Veröffentlichungsjahr: 2025

Beschreibung

Libro especializado que se ajusta al desarrollo de la cualificación profesional y adquisición del certificado de profesionalidad "IFCT0410 - ADMINISTRACIÓN Y DISEÑO DE REDES DEPARTAMENTALES". Manual imprescindible para la formación y la capacitación, que se basa en los principios de la cualificación y dinamización del conocimiento, como premisas para la mejora de la empleabilidad y eficacia para el desempeño del trabajo.

Leseprobe

Desarrollo del proyectode la red telemáticaIFCT0410

Roberto Pérez Huguet

iceditorial

Desarrollo del proyecto de la red telemática. IFCT0410

© Roberto Pérez Huguet

1ª Edición

© IC Editorial, 2025

Editado por: IC Editorial

c/ Cueva de Viera, 2, Local 3

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ISBN: 978-84-1184-730-8

Presentación del manual

El Certificado de Profesionalidad es el instrumento de acreditación, en el ámbito de la Administración laboral, de las cualificaciones profesionales del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales adquiridas a través de procesos formativos o del proceso de reconocimiento de la experiencia laboral y de vías no formales de formación.

El elemento mínimo acreditable es la Unidad de Competencia. La suma de las acreditaciones de las unidades de competencia conforma la acreditación de la competencia general.

Una Unidad de Competencia se define como una agrupación de tareas productivas específica que realiza el profesional. Las diferentes unidades de competencia de un certificado de profesionalidad conforman la Competencia General, definiendo el conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de una actividad profesional determinada.

Cada Unidad de Competencia lleva asociado un Módulo Formativo, donde se describe la formación necesaria para adquirir esa Unidad de Competencia, pudiendo dividirse en Unidades Formativas.

El presente manual desarrolla la Unidad Formativa UF1870: Desarrollo del proyecto de la red telemática,

perteneciente al Módulo Formativo MF0228_3: Diseño de redes telemáticas,

asociado a la unidad de competencia UC0228_3: Diseñar la infraestructura de red telemática,

del Certificado de Profesionalidad Administración y diseño de redes departamentales.

Índice

Portada

Título

Copyright

Presentación del manual

Índice

Capítulo 1

Redes de comunicaciones

1. Introducción

2. Clasificación de redes

3. Redes de conmutación

4. Redes de difusión

5. Redes en estrella

6. Otras topologías de red

7. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 2

Redes de área local (LAN)

1. Introducción

2. Definición y características de una red de área local

3. Topologías

4. Arquitectura de protocolos LAN

5. Normas IEEE 802 para LAN

6. Redes de área local en estrella

.

Hubs

conmutados

7. Interconexión LAN-LAN

8. Interconexión LAN-WAN

9. Cuestiones de diseño

10. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 3

Sistemas de cableado estructurado

1. Introducción

2. Generalidades

3. Descripción de un sistema de cableado estructurado

4. Categorías y clases

5. Recomendaciones generales sobre los subsistemas

6. Compatibilidad electromagnética

7. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 4

El proyecto telemático

1. Introducción

2. Definición y objetivos

3. Estructura general de un proyecto telemático

4. Técnicas de entrevista y de recogida de información

5. El estudio de viabilidad técnico-económica

6. El informe de diagnóstico. Fases

7. Desarrollo del proyecto telemático

8. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 5

Herramientas

software

1. Introducción

2. Herramientas para la simulación de redes

3. Herramientas de planificación de proyectos

4. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Bibliografía

Capítulo 1

Redes de comunicaciones

Contenido

1. Introducción

2. Clasificación de redes

3. Redes de conmutación

4. Redes de difusión

5. Redes en estrella

6. Otras topologías de red

7. Resumen

1. Introducción

Las redes de comunicación han evolucionado con el paso del tiempo hasta llegar al momento actual, en el que se han vuelto imprescindibles en las pequeñas y medianas empresas para el almacenamiento y la distribución de la información.

Se ha pasado de una comunicación exclusivamente telefónica, a través del par de cobre, hasta una comunicación en la que se transmite información a grandes distancias. Para que tanto el emisor como el receptor puedan trabajar con esa información se deben tener en cuenta los protocolos, los medios de transmisión y el canal por el que se lleva a cabo.

A lo largo del presente capítulo se realizará un recorrido por los distintos tipos de redes que se pueden encontrar, describiendo sus características y funcionalidades específicas para evaluar el modelo más apropiado a las condiciones de la instalación.

2. Clasificación de redes

Las redes de telecomunicaciones entre equipos informáticos se pueden clasificar de acuerdo con distintos aspectos como los requisitos, el entorno de trabajo, el alcance, etc.

Teniendo en cuenta el ámbito de utilización, podemos clasificar las redes en:

Redes de área local

o LAN

(Local Area Network):

conectan un grupo de ordenadores utilizando un único punto de acceso a internet y cuya área de actuación es reducida. Un ejemplo de este tipo de red es el que se puede encontrar en un despacho. El ámbito de actuación es como máximo de 1.000 m.

Redes de área metropolitana

o MAN

(Metropolitan Area Network):

conectan distintos equipos entre distintas ubicaciones dentro de la misma o distinta ciudad. Se caracterizan por tener altas velocidades de transmisión. Su ámbito máximo de actuación es de 10 km.

Redes amplias

o WAN

(Wide Area Network):

permiten conectar distintos dispositivos en un ámbito mayor que el de las redes MAN. Permite el conexionado de equipos entre países o de forma global. Internet se puede clasificar como red WAN, puesto que se conectan equipos a nivel mundial. Su ámbito de actuación es superior a los 10 km.

Definición

Red de telecomunicaciones

Conjunto de equipos interconectados entre sí utilizando distintos medios de transmisión.

Actividades

1. Realice un cuadro comparativo con las características de cada una de las tipologías de red enunciadas anteriormente.

Además de la clasificación de las redes por su ámbito o extensión, también podemos clasificarlas por:

Según el tipo de conexión:

Redes cableadas

. Los equipos se conectan mediante cableado específico. El cableado más usual es la fibra óptica, los pares trenzados y coaxial.

Redes inalámbricas

. Los equipos se conectan mediante medios inalámbricos como las ondas o los infrarrojos.

Según la relación entre los equipos:

Redes cliente-servidor. Existe un equipo principal (servidor) al que se conectan el resto de los equipos de la red (cliente). Todos los datos se almacenan en el equipo principal (servidor).

Equipos

peer to peer

. En este modelo todos los equipos realizan las funciones de cliente y servidor a la vez. La información se reparte entre todos los equipos. Las páginas de intercambios de ficheros, como

eMule

, utilizan este modelo.

Según la direccionalidad de los datos:

Redes simples

. Son redes unidireccionales en las que un equipo emite la información y el resto la recibe. Se usan en la distribución de contenido, como puede ser la televisión por cable.

Redes

half-duplex

. Son las redes bidireccionales. Los equipos emiten o reciben la información, pero no pueden hacerlo de forma simultánea.

Redes

full-duplex

. Son redes bidireccionales. Los equipos pueden emitir y recibir información de forma simultánea.

Según la finalidad para la que se implantan:

Redes de datos para el intercambio de datos entre equipos.

Redes educativas para el intercambio de recursos y contenidos educativos.

Redes comerciales para el intercambio de información comercial entre equipos de la misma empresa o con otra.

Redes de investigación para el intercambio de información y recursos para investigar.

Sabía que…

La primera red de datos fue ARPANET, que se creó por encargo del Departamento de Defensa de los Estados Unidos para comunicar las instituciones académicas y gubernamentales.

Aplicación práctica

Según la imagen siguiente, en la que se muestra una red, clasifique esta red según su ámbito, el tipo de conexión, la relación entre los dispositivos, la direccionalidad de los datos y la función que desempeña.

SOLUCIÓN

Al analizar la red se puede establecer que:

Se trata de una red de área local (LAN), puesto que no hay un elevado número de equipos. El esquema podría pertenecer tanto a una oficina como a una vivienda.

Es una red cableada, puesto que los equipos están interconectados con cables de pares trenzados.

La inclusión en los elementos que integran la red de un servidor indica que es una arquitectura cliente-servidor.

Al ser una red doméstica o de una pequeña oficina en la que todos los equipos intercambian información, se puede suponer que es una red de transmisión bidireccional o full-duplex.

La finalidad de esta red, según la información aportada por la imagen, es el intercambio de datos, lo que presupone que se está ante una red de datos.

3. Redes de conmutación

La conmutación es una técnica que conecta dos equipos utilizando una infraestructura de telecomunicación por la que se transmiten los datos. De esta manera se utiliza la misma infraestructura independientemente de que el equipo emita o reciba los datos, lo que evita la creación de redes específicas que conectan cada equipo con el resto.

La conmutación permite que la misma infraestructura, cuando no se esté utilizando, pueda ser utilizada por cualquier equipo que necesite ese recurso.

Fíjese en la imagen siguiente, en la que se representa la interconexión de cinco equipos sin utilizar la conmutación. Puede comprobar que son necesarios 20 enlaces (uno por la conexión de cada equipo con el resto); en cambio, si se utiliza la conmutación, el número de enlaces necesarios se reduce.

Conexión de equipos sin y con conmutación

La conmutación se sitúa en la capa 2 del modelo OSI (Open System Interconnection). Permite el envío de información y la asignación de direcciones.

Dentro de las redes de comunicación se pueden establecer dos modelos distintos: la conmutación de circuitos y la conmutación de paquetes (ambas se verán a continuación).

3.1. Conmutación de circuitos. Características

La conmutación de circuitos se refiere a la creación de un circuito físico que conecta los equipos que deben comunicarse.

En este circuito forman parte todos los equipos, nodos y enlaces necesarios para que se produzca la comunicación.

En el momento que se va a iniciar una comunicación, el emisor debe comprobar que el destinatario está disponible, además de localizar la ruta para comunicarse con este.

Una vez finalizada la comunicación, se liberan las conexiones para que otros equipos puedan utilizarlas.

Esta técnica es la que se ha utilizado en la red telefónica, en la que mediante las centralitas se realizaba la comunicación entre abonados.

En la conmutación de circuitos, el proceso de comunicación se lleva a cabo en tres pasos:

Construcción del circuito

entre el emisor y el receptor. Para ello se conectará con los nodos intermedios. Estos, en caso de no conseguir alcanzar al destinatario, cancelarán la operación liberando los circuitos por si los necesitase otra comunicación.

Una vez que los equipos se han comunicado, dará comienzo la

transferencia de los datos

.

Desconexión

de los recursos una vez finalizada la comunicación, liberándolos para que puedan ser utilizados por otras comunicaciones.

Importante

En la conmutación de circuitos hay un problema de eficiencia, debido a que se asignan la totalidad de los recursos a esa comunicación, lo que provoca que, cuando no se transmite información por el canal de comunicación, este siga ocupado.

3.2. Conmutación de paquetes. Características

La conmutación de paquetes parte la información en paquetes de longitud fija y los envía desde el emisor al receptor, lo que permite la conexión de equipos a diferentes velocidades y utilizar distintas rutas para que la información llegue al equipo receptor, puesto que cada paquete incorpora las direcciones de origen y destino de este.

Este modelo de conmutación es más eficiente que la conmutación de circuitos, ya que cada nodo analiza la cabecera del paquete y decide si es para él o si, por el contrario, debe enviarlo a otro nodo que lo haga llegar al destino.

Un problema de este modelo de conmutación es el retardo sufrido por los paquetes, debido a que deben atravesar los nodos, la posible pérdida de ellos paquetes y la llegada desordenada de estos, puesto que pueden llegar por rutas diferentes, lo que obliga a implantar la detección y corrección de la integridad de los paquetes.

Sabía que…

Internet utiliza la conmutación de paquetes para transmitir la información.

La conmutación de paquetes establece que el tamaño máximo del paquete que transmitir no supere los 1.500 bytes, puesto que los mensajes de tamaños mayores provocan la utilización de una mayor cantidad de recursos y memoria de los dispositivos para procesarlos.

La conmutación de paquetes puede realizarse de dos maneras:

Conmutación de paquetes orientado a la conexión (con circuito virtual)

En este modelo de conmutación todos los paquetes que pertenecen al mismo mensaje transcurren por la misma ruta, debiendo establecerse un circuito virtual entre el equipo emisor y el receptor.

En este modelo los paquetes, además de incluir las direcciones de origen y destino, incorporan la identificación de la conexión por la que deben transitar.

Tiene la ventaja de que se evita el desorden de los paquetes, puesto que llegan en el mismo orden en el que se envían, aunque esto provoque un retardo debido al establecimiento del circuito de transmisión.

Conmutación de paquetes no orientado a la conexión (modo datagrama)

En este modelo de conmutación cada paquete puede ir por rutas diferentes, dependiendo de la red y de los enlaces. Los paquetes pueden llegar desordenados, de forma que los niveles superiores de la capa OSI deben comprobar que no se han producido pérdidas de paquetes, no se han duplicado. En el caso de que se detecten estos fallos, deben corregirlos.

Como ventaja presenta que hay menos retardos que en el circuito orientado a la conexión. Este modelo es el utilizado cuando se navega por internet.

Actividades

2. Realice una comparativa entre las ventajas e inconvenientes de la conmutación orientada a la conexión (circuitos virtuales) y a la no conexión (datagramas).

Aplicación práctica

En la siguiente red, formada por un conjunto de nodos, se quiere enviar un mensaje del nodo A al nodo F. Para ello el mensaje se guarda en 2 paquetes y cada uno de ellos sigue la ruta marcada en la figura. El tiempo de retardo de conmutación es de 3 m. Averigüe el tipo de conmutación de la que se trata y el tiempo total de retardo que tarda cada paquete en llegar a su destino.

SOLUCIÓN

Según el enunciado el mensaje, se guarda en dos paquetes, por lo que se puede establecer que se trata de una conmutación de paquetes.

El siguiente paso es establecer si se trata de un modelo orientado a la conexión o no. De acuerdo con el esquema de la red, se puede definir que se trata de una conmutación no orientada a la conexión, puesto que los paquetes siguen rutas distintas para llegar al destino.

El retardo total de cada paquete corresponderá con la suma de todos los retardos por cada nodo que debe atravesar el paquete.

En el caso del paquete A, debe pasar por 2 nodos (B, C), por lo que el retardo el paquete será de 6 m (2 nodos x 3 m).

El paquete B debe atravesar 2 nodos, por lo que el retardo del paquete será de 6 m (2 nodos x 3 m).

3.3. ATM y Frame relay

ATM (Asynchronous Transfer Mode) consiste en una red de altas prestaciones utilizadas para la transmisión de servicios de telecomunicaciones críticos o que necesitan un gran ancho de banda. Se podría definir como una red hibrida que utiliza la conmutación de paquetes y la de circuitos.

ATM se basa en tres principios:

Conmutación de paquetes de un tamaño fijo (celdas).

Tecnología basada en circuitos virtuales.

Altas velocidades de transmisión.

Entre las características que ofrece el uso del estándar ATM están:

Facilita la conmutación de alta velocidad.

Simplifica el

hardware

necesario tanto en los conmutadores como en el procesamiento de cada nodo.

Reduce el tamaño y aumenta la efectividad y la rapidez de las memorias internas de los conmutadores.

Disminuye el retraso de procesamiento.

Unifica la duración de los retrasos, al tener todas las celdas el mismo tamaño.

Cada celda tiene un tamaño fijo de 53 bytes y se compone de dos secciones:

1.Cabecera o header, compuesta por 5 bytes, cuyas funciones son:

Identificación del canal.

Detección de errores.

Activación o desactivación de la célula.

Información de la corrección de errores.

Identificación de la secuencia.

2.Payload, integrado por los 48 bytes restantes, en los que se recogen los datos de los usuarios y los protocolos (AAL)

Componentes e interfaces de las redes ATM

Una red ATM está formada por los siguientes elementos:

Conmutadores ATM

. Son los responsables del tránsito de las celdas a través de la red ATM.

Puntos finales ATM

. Son los adaptadores para entrar o salir de la red ATM.

Los conmutadores ATM pueden trabajar con dos interfaces diferentes:

UNI

(User to Network Interface)

. Interfaz (pública o privada) que conecta la conmutación ATM con los equipos o interfaces finales del usuario.

NNI

(Network to Network Interface)

. Interfaz que conecta dos conmutadores ATM. Habitualmente suelen usarse en redes privadas de telecomunicaciones.

Además del tipo de interfaz con el que trabaja ATM, también se debe tener en cuenta el modelo de conexión del canal virtual (VCC) que debe seguir la celda desde el origen hasta su destino, pudiendo ser:

Caminos de transmisión (TP):

conexión física entre el (los) conmutador(es) y el sistema final.

Camino virtual (VPI):

conexión virtual o grupo de ellas entre dos conmutadores.

Circuito virtual (VC):

todas las celdas pertenecientes al mismo mensaje viajan por el mismo circuito virtual, manteniendo su orden de emisión y llegando al destino en ese mismo orden.

De acuerdo con los modelos de transmisión explicados anteriormente, se puede establecer que varios caminos de transmisión (TP) forman un camino virtual (VPI) y varios caminos virtuales forman el canal físico de transmisión.

Funcionamiento de una red ATM

ATM se basa en el establecimiento de un camino entre el emisor y el receptor, incluyendo los conmutadores o nodos intermedios necesarios.

Antes de comenzar el envío de celdas, ATM debe establecer el camino virtual (VC) desde el origen al destino. Cada camino virtual (VC) se compone de una secuencia de enlaces entre el origen y el destino, teniendo el VC en cada uno de los enlaces un identificador de circuito virtual (VCI).

En el equipo emisor la información se escribe byte a byte dentro del campo de información de la celda. Se le añade a continuación la cabecera, que incluye la identificación del circuito virtual VCI, el cual se utiliza para enrutar la celda al equipo receptor.

Como se ha indicado, el componente principal de una red ATM es el conmutador, que está diseñado para transmitir la información a altas velocidades.

El conmutador es el encargado de encaminar cada una de las celdas atendiendo al circuito virtual (VCI) que se establece en la cabecera de la celda. Cuando esta celda llega a un enrutador, este le cambia la información y la envía al siguiente enlace usando un nuevo circuito virtual.

En el extremo contrario al equipo transmisor se encuentra el equipo receptor que extrae la información (byte a byte) de las celdas. De acuerdo con esta información, envía la celda al destino indicado. Estos destinos pueden ser otros módulos, conmutadores o enrutadores ATM.

Esquema de funcionamiento de una red ATM

Frame Relay

Frame Relay es un protocolo WAN de alto rendimiento que trabaja en las capas física y de enlace dentro del modelo OSI. Se utiliza para conectar redes de área local (LAN) y transferir los datos a través de redes WAN.

Esta tecnología se caracteriza por su velocidad de transmisión y porque no corrige los errores que se producen en la transmisión de los datos, dejando estas labores para otros equipos que trabajan en niveles OSI superiores.

Debido a que Frame Relay se centra en la transmisión de los datos, sin comprobar la existencia de errores en las tramas, es habitual que se considere un protocolo dentro del nivel de enlace.

Proporciona conexiones entre equipos o usuarios a través de una red pública de conmutación como si fuera una red privada con circuitos punto a punto.

A continuación puedes acceder a una explicación acerca del funcionamiento de Frame Relay:

https://redirectoronline.com/uf18700101

4. Redes de difusión

Una red de difusión es aquella en la que la información emitida por un nodo es recibida por el resto de los nodos que conforman la red, de manera que todos los nodos reciben la misma información.

Cuando una transmisión lleva un cambo específico en su cabecera se denomina broadcasting.

A continuación, se analizarán algunas de las topologías de red más utilizadas en una red de telecomunicaciones.

Definición

Topología de red

Camino físico por los que transitan los datos de la red, conectando los distintos dispositivos que la integran. Habitualmente se diferencia entre la topología lógica (referida a los datos) y la física (referida al cableado y la ubicación de los equipos).

4.1. Redes en bus

En este modelo de topología, los equipos y dispositivos se conectan a un mismo medio físico.

El principal inconveniente de este tipo de redes es que la rotura del medio de transmisión impide la comunicación entre los equipos.

Este tipo modelo de redes hace necesaria la instalación de elementos de terminación en los extremos (terminadores) de la red para evitar señales no deseadas con un valor de 50 Ω.

Topología de una red en bus

En esta topología, en el momento en que haya actividad en la red, los equipos capturarán la información que circula por ella para analizar si son los destinarios de esta.

Actividades

3. Realice un listado con las características, ventajas e inconvenientes de las redes en bus.

4.2. Redes en anillo

En este modelo de red, los equipos se conectan entre sí formando un anillo. En este modelo, al igual que en la red en bus, si un elemento falla, la red también, puesto que ningún equipo puede comunicarse con el resto.

Para llevar a cabo la comunicación en este modelo, se utiliza un “testigo”, de forma que únicamente el equipo que lo posea podrá efectuar el envío o recepción de información. Una vez finalizada la transmisión, el “testigo” es entregado a otro equipo para que transmita o reciba información.

Topología de una red en anillo

5. Redes en estrella

Esta topología es la más utilizada en redes de área local (LAN).

Todos los equipos que integran la red se conectan a un elemento central (switch, hub o router), de forma que, si un equipo deja de funcionar, el resto de la red sigue funcionando.

El switch normalmente incorpora la capacidad de diagnóstico y corrección de errores en los paquetes de datos que circulan por la red.

La red únicamente no estará disponible en el caso de que el concentrador o hub deje de funcionar.

Cuando la señal se envía por el medio desde el equipo emisor hacia el hub, este reenvía la información al resto de equipos conectados, pero únicamente podrá acceder a la información el equipo receptor cuya dirección coincida con la indicada por el equipo emisor.

Importante

La mayoría de las redes LAN utilizan la topología en estrella.

Topología de una red en estrella

Actividades

Realice una comparativa en la que se recojan las ventajas e inconvenientes que tienen una red en estrella y una en anillo.

6. Otras topologías de red

En algunas ocasiones puede ser necesario segmentar las redes en otras más pequeñas, bien sea por la importancia de los datos almacenados en otros equipos o por controlar y reducir el tráfico de la red para mejorar su rendimiento, para lo cual se pueden subdividir las topologías incorporando dentro de una principal otra secundaria. Es lo que se conoce como segmentación de la red.

A continuación se analizarán algunas de las topologías que permiten este tipo de segmentación, que aumentan la seguridad y el acceso a los equipos y a los datos que estos almacenan.

6.1. Topología de árbol

Esta red está compuesta por un enlace troncal, a partir del cual se ramifican el resto de los nodos y conexiones.

Las ramificaciones se conectan a los nodos secundarios de forma que cada uno es un punto de enlace troncal y a partir de este se ramifican el resto de los dispositivos.

Esta topología es muy recomendada en redes de gran tamaño, gracias a la ventaja de que, en caso de fallo de un dispositivo, el resto sigue funcionando con un tráfico reducido en la red.

Topología de una topología de árbol

6.2. Topología de malla

En esta topología todos los elementos están interconectados y enlazados entre ellos. La mayor ventaja de esta topología es que la información fluye por distintas rutas y, en caso de fallo, se busca una alternativa. Como inconveniente se encuentra que se debe limitar la cantidad de dispositivos que se han de instalar en esta topología.

Topología de una red mallada

Actividades

5.